Устройство для задания угла в системах числового программного управления станками

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах числового управления станками. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство позволяет задавать в необходимых единицах любой угол между осью координат и прямой. В отличие от известных решений устройство не содержит ЭВМ и не нуждается в матобеспечении. Устройство состоит из кругового интерполятора 1 на цифровых дифференциальных анализаторах, четырех счетчиков импульсов 2-5, линейного интерполятора 6, триггеров 7, 8, генератора импульсов 9, элементов И10 - формирователя импульсов 14, элемента ИЛИ 15. 4 ил.

„. SU,,1495747

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)4 G 05 В 19 18

МЕ8

; йНЕКТКЗБ :.БЛ1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4361341/24-24 (22) 26.11.87 (46) 23.07.89. Бюл. Р 27 (72) В. Л. Кошкин (53) 621.503.55(088.8) (56) Байков В. Д., Соколов В. Б. Специализированные процессоры, итерационные алгоритмы и структуры.-M.: Радио и связь, 1985, с. 55.

Авторское свидетельство СССР

Ф 807236, кл. G 05 В 19/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 811214, кл. G 05 В 19/18, 1978. с .-! (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ УГЛА В

СИСТЕМАХ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ

2 (57)-изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах числового управления станками. Цель изобретения — упроцение устройства.

Устройство позволяет задавать в необходимых единицах любой угол между осью координат и прямой. В отличие от известных решений устройство не содержит 3ВМ и не нуждается в матобеспечении. Устройство состоит из кругового интерполятора 1 на цифровых дифференциальных анализаторах, четырех счетчиков импульсов. 2 - 5 линейного интерполятора 6, триггеров

6, 7, генератора импульсов 9, элементов И 10 — 13, формирователя импульсов 14, элемента ИЛИ 15. 4 ил.

3 1495747

Изобретение относится к автоматикр и вычислительной технике и может быть использовано в системах числововтором этапе осуществляется поворот вектора 0R на заданный угол ф.

После окончания первого этапа в круговом интерполяторе 1 оказывается информация Х „= К, Y„= О, соответствующая точке Д (фиг. 2, 3), в счетчике 2 сохраняется R, а в счетчике 3 ноль. В линейный интерполятор 6 в первую координату занесено число 7(/2.. в заданной угловой мере, т.е. 90 или

5400 или 324000", а во вторую — величина d P о из счетчика 4. В вычитающий счетчик 5, подключенный к выходу первой:координаты, заносят величину угла поворота вектора в размерности, соответствующей размерности выбранной константы, т. е. в градусах, минутах или секундах.

Так как выходным импульсом формирователя 14 триггер 8 установлен в состояние единицы, то открывается элемент И 13. Частота с выхода генератора 9 через элемент И 13 начинает поступать на вход аргумента линейного интерполятора 6. Импульсы размерности заданного угла (с выхода первой координаты линейного интерполятора 6 поступают на вход вычитающего счетчика 5, а с выхода второй координаты через элемент ИЛИ 15 — на вход аргумента кругового интерполятора 1.

Круговой интерполятор 1 начинает поворачивать радиус-вектор R, совмещенный с осью Х, против часовой стрелки, как это показано на фиг. 3, при этом импульсы его координатных с приращений через элементы И 10 и 11 поступают на вычитающий вход счетчика 2 и суммирующий вход счетчика 3 соответственно. Так продолжается до го программного управления станками.

Целью изобретения является упрощение устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — геометрическая аналогия пер- 10 вого этапа работы устройства; на фиг. 3 - геометрическая аналогия второго этапа работы устройства; на фиг. 4 — вариант выполнения линейного интерполятора. 15

Устройство состоит из кругового, интерполятора 1 на цифровых дифференциальных анализаторах (ПЦА), счетчиков 2-5 импульсов линейного интерполятора 6, триггеров 7 и 8 генератора -20

9 импульсов, элементов И 10 — 13, формирователя 14 импульсов, элемента

ИПИ 15.

Перед началом работы триггеры" 7 и

8 находятся в нулевом состоянии, в счетчик 2 занесена длина поворачиваемой прямой R счетчики 3 и 4 сброшены в ноль. В счетчик 5 занесена величина ц заданного угла поворота, в круговой интерполятор 1 занесены в 30 качестве начальных условий величины

Х "- 0 и Уя = R, т.е. координаты точки Д (фиг. 2) и величины приращений

ВХ=КиДУ-R.

В первую координату линейного ин- 35 терполятора 6 занесен код, соответствующий й/2 в принятых единицах, например-90 или 5400 .

Устройство работает следующим образом. 40

Поворот прямой длиной R на заданный угол (выполняется в два этапа.

На первом этапе с помощью кругового интерполятора 1 (фиг. 2) осуществляется поворот радиус-вектора R на 90 и подсчитывается счетчиком 4 количество импульсов аргумента и ц, поступившее на вход кругового интерполятора 1 за время поворота вектора на

90 .

По сигналу "Пуск" триггер 7 устанавливается в сос:ояние единицы и открывается элемент И 12. Поэтому импульсы частоты Е с выхода генератора

9 начинают поступать на вход счетчика 4, а через элемент ИЛИ 15 — на вход аргумента интерполятора 1. При этом нулевой сигнал триггера 7 блокирует элементы И 10 и 11, и выходные сигналы интерполятора 1 на входы счетчиков 2 и 3 не поступают до тех пор, пока радиус-вектор ОБ (фиг. 2) не повернется на 90 и не совместится с осью Х. Тогда интерполятор 1 вырабатывает сигнал "Окончание отработки", который сбрасывает в ноль триггер 7.

Элемент И 12 закрывается. Единичный сигнал с нулевого выхода триггера 7 открывает элементы И 10 и 11, а лев редний фронт этого сигнала через формирователь 14 запускает второй этап

O работы, т.е. устанавливает в единицу триггер 8. К этому моменту угловая константа Лч", соответствующая числу импульсов аргумента, необходимых для поворота радиус-вектора R на 90, вычислена и запомнена в счетчике 4. На

9о

6»р = 7//2 2 =И 2

5 149 тех пор, пока с выходя первой координаты линейного интерполятора 6 на вход счетчика 5 не поступит количество импульсов, равное заданному углу поворота».!» . При этом на выходе счетчика 5, появляется импульс, который сбрасывает в ноль триггер 8. Элемент И 13 закрывается и прохождение импульсов генератора 9 на вход интерполятора 6 прекращается. Поворот вектора R на заданный угол <р закончен. При этом в счетчиках 2 и 3 оказываются искомые координаты точки А.

Покажем, что вектор R повернулся ровно на заданньп» угол у . Действительно, в первую координату линейного интерполятора 6 занесено число, которое в принятой размерности угла

» соответствует 90 (О/?), а во вторую координату занесено число, соответствующее числу импульсов аргумента, которое .необходимо подать на вход

t кругового интерполятора 1, чтобы заданный радиус-вектор R повернулся на

90 . Следовательно, если бы с в ых ода первой координаты линейного интерпо- лятора 6 ушло число импульсов, равное

90, то на выход аргумента кругового интерполятора I с выхода второй координаты поступает число импульсов, равное Д»»» . Но так как отработка поворота радиус-вектора прекратилась, когда с выхода первой координаты .интерполятора 6 у»»»по количество импульсов, равное ц, то и на вход кругового интерполятора 1 с выхода второй координаты пришло количество импульсов, точно соответствующее повороту круговым интерполятором 1 радиус-вектора R на угол »(.

Мощно не вычислять и (З поворотом радиус-вектора R на 90, а вычислить о ее по формуле

Но вычисление по такой формуле требует наличия устройства умножения и регистра памяти числа и до m-го разряда, при этом формула не учитывает числа внутренних микротактов кругового интерполятора I и погрешности окружности. Кроме того, круговой интерполятор 1 на втором этапе работы также выполняет основную задачу поворота радиус-вектора в то время, как устройство умножения никаких функций на втором этапе не выполняет, т.е. в

5747 б этом случае, кроме линейного и кругового интерполяторон, понадобится еще и устройство умножения, т.е. объем электронного оборудования возрастает. Конечно, поворачивать радиусвектор имеет смысл только на величину »p 45, что уменьшает время вычисления.

Линейньп» интерполятор 6 (фиг. 4) в варианте состоит из регистра 16, накапливающих сумматоров 17 и 18, элементов И 19 и 20.

В исходном состоянии сумматоры 17 и 18 сброиень» в ноль или в них занесена ма»пав»ая единица (0,5 в двоичном коде, т..е. 100...0). Код 90 или

5400 заносится в регистр 16. Каждый импульс аргумента добавляет к содержимому накапливающих сумматоров коды с, их входов.

При наличии на выходе соответствующего сумматора сигнала переполнения импульс аргумента стробирует этот сигнал, и на соответствующем выходе интерполятора появляется импульс, т.е. на выходе элемента И 19 или 20.

Предложенное. устройство позволяет задавать в необходимых единицах лю— бой угол между осью координат и пря) мой. Кроме того, оно состоит из интерполяторов, т.е. блоков, органически присущих системам с ЧПУ.

Формула из об ре те ния

Устройство для задания угла в системах числового программного управления станками, содержащее круговой интерполятор, линейный интерполятор, генератор импульсов и первый счетчик импульсов, выход которого соединен с первьи входом линейного интерполятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и его упрощения, в него дополнительно введены второй, третий и четвертуй счетчики импульсов, с первого по четвертый элементы И, первый и второй триггеры, формирователь импульсов и элемент ИЛИ, причем выход генератора импульсов подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственнр с первыми выходами первого и второго триггеров, второй выход первого триггера соединен с входом формирователя импульсов и с первыми входами третьего и четвертого элементов И, 1495747

Х 0 фР7.

uwzs

Составитель И. Швец

Редактор В. Данко Техред A.Кравчук Корректор В, Гирняк

Заказ 4264/44 Тираж 788 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 вторые входы которых подключены к. соответствующим выходам кругового ин-( терполятора, а выходы — соответственно к входу вычитания и суммирования второго и третьего счетчиков импульсов, установочные входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, а выходы — с первым и вторым координатными выходами, выход первого элемента И соединен с входом первого счетчика импульсов и через первый элемент ИЛИ - с входом аргумента кругового интерполятора, выход окончания цикла которого. 15 подключен к первому входу первого 1 триггера, второй вход которого соединен с входом "Пуск" устройства для задания угла, вход задания угла которого подключен к информационному входу четвертого счетчика импульсов, вычитающий вход которого соединен с первьм выходом линейного интерполятора, а выход — с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, выход второго элемента И подключен к входу аргумента линейного интерполятора,, второй выход которого соединен с вторым входом элемента

ИЛИ.